【正文】 理落后[3]。2)加速模具標準化和商品化，以提高模具質量，縮短模具制造周期。4)積極開發(fā)模具新品種、新工藝、新技術和新材料。目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比重約為30%，在模具進出口中的比重高達50～70%。據了解，制造一款普通轎車約需200多件內飾件模具，而制造保險杠、儀表盤、油箱、方向盤等所需的大中型塑料模具僅約50%能夠滿足。 我國塑料模具行業(yè)日趨大型化，而且精度將越來越高。不久，1μm精度的模具將上市。隨著熱流道技術的日漸推廣應用，熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高。國內熱流道模具也已經生產，有些企業(yè)已達30％左右，但總的來看，比例太低，亟待發(fā)展。 國外模具工業(yè)的發(fā)展情況在產品類別上，2002年日本偏重生產沖壓模及塑料模，兩者產值合計比重高達八成，南韓則以其它模具產值比重最大，占總產值四成七。由2002年各國主要進出口國別分析，與地域分布有極大的關聯性，進出口地區(qū)多屬鄰近國家，而日本較特別的是出口地區(qū)以美國為主. 在各國工資方面，根據美國國貿局2002年所作模具產業(yè)白皮書的調查結果，以德國時薪最高，、美國、德國等，對于高精度與復合性模具開發(fā)，不論在設計能力或制造技術上，均有領先的地位，同時也擁有訓練精良的技術研發(fā)人才。在市場規(guī)模上，不論產值或國內需求以日本衰退最為明顯。 課題研究的目的意義及主要內容 課題研究的目的及意義1．課題研究的目的在實際的生產當中，塑料模具的應用較為廣泛，通過本次畢業(yè)設計，全面系統地掌握塑料模具設計的一般方法和典型零件的加工工藝的編制。2．課題研究的意義 掌握計算機輔助設計軟件在模具設計中的應用。塑料制件的收縮不僅與塑料本身的熱脹冷縮性質有關，還與模具結構及成型工藝條件等因素有關，故將塑料制件的收縮統稱為成型收縮。由于成型溫度下的制件尺寸無法測量，因此常采用常溫時的型腔尺寸取代，故有（12）式中 c—常溫時型腔尺寸； —塑料制件的計算收縮率。2．影響塑件收縮率的因素：⑴塑料的品種：不同品種的塑料其收縮率不同； ⑵制品特征：同一制件不同部位的收縮率也經常不同；⑶成型條件：不同批次的同一品種塑料收縮率不同；⑷模具結構：不同的模具結構,特別是不同的澆口尺寸和位置，其收縮率不同。3．塑料收縮率的選擇原則：⑴收縮率范圍較小的塑料品種 可按收縮率的范圍取中間值，此值稱為平均收縮率。對于厚壁者取上限(大值)；對于壁薄者取下限(小值)。表21 收縮率范圍較大的塑料收縮率/%塑料名稱塑料制品壁厚/mm高度方向為水平方向的%12345678＞8尼龍101070聚丙烯12—120140低壓聚乙烯110150聚甲醛105120%。塑料的流動性不僅與成型條件，而且還與聚合物的性質有關。1．常用熱塑性塑料的流動性⑴流動性好: 尼龍、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纖維素；⑵流動性一般: ABS、有機玻璃、聚甲醛；⑶流動性差: 聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚(PPO)、聚砜(PSF)；2．塑料的流動性與成型工藝條件的關系：⑴熔體成型溫度高,流動性好；⑵注射壓力大，流動性好；⑶模具結構合理，流動性好。2．結晶型塑料的注射成型特點⑴結晶型塑料軟化時耗熱量多 結晶型塑料必須加熱至熔點溫度以上才能達到軟化狀態(tài)。⑶結晶型塑料成型收縮率大 結晶型塑料固態(tài)密度與熔融時的密度相差較大，因此結晶型塑料的成型收縮率大，％～％，％ ～ ％。 塑件材料分析材料：聚乙烯材質：無色無味，無毒，透明性能:1）結晶型塑料，吸濕性小；2）流動性極好，流動性對壓力變化敏感；3）可能發(fā)生熔融破裂，與有機熔劑接觸可能發(fā)生開裂；4）加熱時間過長則發(fā)生分解、燒焦；5）冷卻速度慢，因此必須充分冷卻，宜設置冷料穴，模具應有冷卻系統；6）收縮率范圍大，收縮值大，取向性明顯，易變形，翹曲，結晶度及模具冷卻條件對收縮率影響大，應控制模溫，保持冷卻均勻、穩(wěn)定；7）宜高壓低溫注射，料溫均勻，填充速度應快，保壓充分；8）不宜用直接進料口，否則易增大內應力或產生收縮不均，取向明顯，變形增大，應注意選擇進料口位置與數量，防止產生縮孔、翹曲變形；9）質軟易脫模，塑件有淺的側凹槽時可強行脫模[4]。第3章 塑件結構設計 脫模斜度由于塑料冷卻后產生收縮，會包在凸?；蛐托旧希蛴捎谡掣阶饔?，塑件緊貼在凹模型腔內。圖31 塑件的脫模斜度塑件脫模斜度的設計原則：⑴硬質塑料比軟質塑料脫模斜度大；⑵形狀較復雜或成型孔較多的塑件取較大的脫模斜度；⑶塑件高度較大、孔較深，則取較小的脫模斜度；⑷壁厚增加、內孔包緊型芯的力大，脫模斜度也應取大些。制件材料聚酰胺聚乙烯聚甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯聚碳酸酯ABS脫模斜度凹模2039。2039。3539。3039。1176。3539。4039。2039。4039。4539。1176。1176。5039。1176。 壁厚塑件應有一定的厚度才能滿足使用時的強度和剛度要求，而且壁厚在脫模時還需承受脫模推力。⑷件的壁厚一般為1～4 mm，大型塑件的壁可達8 mm。表32熱塑性塑件壁厚參考值塑料名稱最小壁厚小型塑件推薦壁厚一般塑件推薦壁厚大型塑件推薦壁厚ABS聚乙烯聚氯乙烯聚丙烯聚甲醛聚碳酸酯聚酰胺聚苯醚氯化聚醚 圓角除使用要求必需采用尖角之外，多數塑件所有內外表面轉彎處都應盡可能采用圓角過渡。2．圓角半徑的確定：①圓角半徑與塑件壁厚關系 圓角半徑的大小主要取決于塑件的壁厚，如圖形32所示，其尺寸可供設計時參考。 本章小節(jié)本章主要分析了塑料制件的結構設計，其中包括脫模斜度、壁厚和圓角，通過對以上分析得知制件結構設計合理。1．根據制品的精度要求確定型腔數量：①對于注射模來說，塑料制件精度為3級和3a級，重量為5克，型腔數取46個。當再繼續(xù)增加塑料制件重量時，就很少采用多腔模具。2．根據注射機最大注射量確定型腔數量n：一般注射量不應超過注射機最大注射量的80%，即 （41）式中 ()—注射機最大注射量，cm3或g； —成型塑件及澆注系統所需塑料重量，g； ()—澆注系統凝料量，cm3或g； ()—單個塑件的容積或質量，cm3或g； —塑件及澆注系統所需塑料容積，cm3。一旦型腔布置完成，澆注系統走向和類型便確定。若冷卻通道布置與推桿孔、螺孔發(fā)生沖突時要在型腔配置中進行協調。在此基礎上可以選擇合適的標準模架。此設計采用一模兩件的型腔結構。 分型面的設計模具上用于取出塑件和澆注系統凝料的可分離的接觸表面通稱為分型面。選擇分型面總的原則:保證塑件質量；便于制品脫模；簡化模具結構。 此設計為雙分型面注射模，開模時定模板與中間板在彈簧的作用下分開取出澆注系統的凝料，中間板與動模板分開，推桿推出塑件。圖42 分型面 澆注系統的設計塑料熔體從注射模主流道的始端到型腔之間的進料通道稱為澆注系統。澆注系統的作用：使來自注射模噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利的充模、壓實和保壓。 主流道的設計在臥式注射機用的模具中，主流道垂直于分型機，其幾何形狀如圖43所示。；（流動性較差的塑料取a=3～6176。內壁表面粗糙度一般為Ra= μm。⑶主流道應盡量縮短為減少壓力損失和流道料,L≤60mm。圖43 主流道形狀與注射機噴嘴之間的配合關系 分流道的設計設計要求：盡量減小流道內的壓力損失；盡可能避免熔體溫度降低；盡量減小流道的容積。
常用的流道截面形狀有圓形、半圓、正方形、梯形、U形和六角形等。根據不同品種塑料的流動性，估計分流道的直徑，常用塑料分流道直徑如表41所示。 考慮到LDPE流動性較好，故取分流道直徑為4mm。 澆口的設計澆口是連接流道與型腔之間的一段細短通道。塑件上的縮孔、缺料、熔接痕、熱分解和翹曲等往往是由于澆口設計不合理而產生的。
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⑴設計要求：要求增大料流速度，實現快速冷卻和封閉澆口；便于塑件與澆口凝料分離，不留明顯的澆口痕跡。3．澆口尺寸及位置選擇⑴應避免熔體破裂產生噴射和蠕動 當澆口截面尺寸較小，并正對寬度和厚度較大的型腔時：高速熔體流經該澆口，會產生噴射和蠕動等熔體破裂現象。如澆口正對型腔壁或粗大的型芯，當高速料流進入型腔時，會直接沖擊型腔壁或型芯，可降低流速，改變流向，使熔料均勻填充型腔。 ②有利于排氣 澆口位置應有利于排氣，當進入型腔的塑料熔體封閉排氣系統，會使型腔內氣體不能順利排出，影響塑件成型質量。⑷有利于減少熔接痕和增加熔接強度
①在流程不太長且無特殊需要時，最好不設多個澆口否則將產生熔接痕。 ③采用輪輻式澆口時，可在熔接處外側開冷料穴使前鋒料溢至冷料穴中，增加熔接強度，且消除熔接痕。
⑴.直接澆口優(yōu)點：由主流道直接進料，熔體流動性良好,注射壓力損失小，成型容易。
適用制件：大型或深度較深塑料制件的成型。⑵.矩形側澆口
優(yōu)點：截面形狀簡單、易于加工、便于試模后修正。
適用塑料：HPVC，PE，PP，PC，PA，POM，ABS，PMMA。
缺點：澆口加工困難 。
適用塑料：PP，POM，ABS。 適用制品：圓盤、圓筒形(齒輪等)或大型薄板塑件。
⑸.潛伏澆口
優(yōu)點：澆口位置一般選在制件側面較隱蔽處，不影響塑件美觀。多腔成型容易平衡澆注系統。 適用塑料：成型流動性能好的熱塑性塑料，如 PE，PP，PC，PS，PA，POM，ABS。大制品多澆口成型、一次多件成型。
適用于圓筒形塑件的成型。 頂出及導向機構的設計 頂出機構的設計此塑料頂蓋為圓桶形，最好用推板或者推盤脫模，但考慮其結構，這兩個都不可行，故采用兩根推桿脫模[13]。圖45 推桿 導向機構的設計導向機構主要用于保證動模和定模兩大部分或模內其他零部件之準確對合，起定位和導向作用。此次設計采用帶頭導柱，它帶有軸向定位臺階，固定段與導向段具有同一公稱尺寸，不同公稱帶的導柱